一种基于建筑垃圾再生材料的高速公路结构的制作方法

1.本实用新型属于公路路面技术领域，涉及一种基于建筑垃圾再生材料的高速公路结构。


背景技术：

2.随着工业化、城市化进程的加速，建筑业也同时快速发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。现有的建筑垃圾大多是填埋，若不及时处理和利用，必将给社会、环境和资源带来不利影响。为减少环境污染，释放因建筑垃圾堆积而占用的土地，需要对建筑垃圾进行综合利用。
3.经过分析，建筑垃圾中废旧烧结粘土砖占70～75％，混凝土和砂浆占20～25％，其他木地板、木墙裙、纸面石膏板、贴墙布等轻质混杂物占1～5％；因此提出将建筑垃圾用在公路道路中，虽然这样能实现对建筑垃圾的资源化利用，但是存在以下问题：(1)由于建筑垃圾多为砖混结构房屋拆除物，组成成分复杂，在混凝土、路面基层等要求较高的工程中使用时，导致建筑垃圾的使用率低，使用范围小；(2)现有的建筑垃圾一般用于公路基段中，主要是将建筑垃圾加工成粗集料代替20％-30％天然碎石粗集料来使用，使用范围和使用数量较小，还没有达到大量使用的目的，在一定程度上限制了建筑垃圾的应用；(3)由于建筑垃圾中砖块、砂浆块含量较多(可达到40-80％)，这些材料的强度低，压碎值高(30-50％)，容易引起基层强度下降，出现早期破损，耐久性降低，不能满足公路的强度、刚度和稳定性等技术要求，尤其是高度公路的技术要求；(4)建筑垃圾中含有较多水泥浆等软弱颗粒，容易被压碎，容易导致建筑垃圾出现裂痕，极大的影响建筑垃圾在高度公路中的使用。


技术实现要素：

4.针对上述建筑垃圾利用存在的技术问题，本实用新型提供一种基于建筑垃圾再生材料的高速公路结构，强度高、耐久性好、稳定性好，满足高度公路的技术要求，极大扩展建筑垃圾的使用范围，提高利用率。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种基于建筑垃圾再生材料的高速公路结构，包括从下自上依次堆砌的路基、底基层、基层和面层；所述底基层为水泥稳定建筑垃圾再生料层。
7.进一步的，所述基层为水泥稳定建筑垃圾再生料层。
8.进一步的，所述路基包括从下自上堆砌的路堤和路床；所述路床与底基层接触；所述路床为掺加水泥的建筑垃圾再生料层。
9.进一步的，所述路堤为级配建筑垃圾再生料层。
10.进一步的，所述底基层的厚度为20cm。
11.进一步的，所述基层的厚度为20-38cm。
12.进一步的，所述面层的厚度为15-20cm。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1、本实用新型提供的高速公路结构，其路基、底基层、基层中均含有建筑垃圾再生料，这样极大的扩展建筑垃圾的使用范围，增加使用量、从而提高建筑垃圾的利用率，缩小现有建筑垃圾使用时的限制因素。
15.2、本实用新型中，底基层为掺杂水泥的级配建筑垃圾再生料层，底基层中水泥掺杂量为3.5-6％。基层为掺杂水泥的级配建筑垃圾再生料层，基层中水泥掺杂量为3.5-6％。底基层和基层中掺杂少量的水泥，增强高速公路结构的强度，公路稳定，耐久性好，满足高速公路规定的施工技术要求，从而扩展建筑垃圾的用途性能，提高利用率。
16.3、本实用新型的公路结构中，对利用的建筑垃圾进行级配，使得建筑垃圾再生料的堆积密度不小于1100kg/m3，建筑垃圾再生料的孔隙率减小，道路层与层之间堆积时密实，不容易发生破损塌陷，稳定性好，强度高，且保证面层的平滑性。
附图说明
17.图1为本实用新型提供的高速公路结构示意图；
18.其中：
19.1—路基；2—底基层；3—基层；4—面层。
具体实施方式
20.现结合附图以及实施例对本实用新型做详细的说明。
21.实施例
22.参见图1，本实施例提供的基于建筑垃圾再生材料的高速公路结构，包括从下自上依次堆砌的路基1、底基层2、基层3和面层4。
23.本实施例中，底基层2为水泥稳定建筑垃圾再生料层，底基层2是由建筑垃圾再生料与水泥混合而成的层状结构，水泥的掺加质量占3.5％。
24.本实施例中，基层3为水泥稳定建筑垃圾再生料层。基层3是由建筑垃圾再生料与水泥混合而成的层状结构，水泥的掺加质量占3.5％。
25.本实施例中，路基1包括从下自上堆砌的路堤和路床；路床与底基层2接触；路堤为建筑垃圾再生料层；路床为掺加1.5％(质量比)水泥的建筑垃圾再生料层。
26.本实施例中，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。
27.本实施例中，底基层2的厚度为20cm，基层3的厚度为20cm；面层4的厚度为15cm。
28.本实施例中，建筑垃圾再生料是由建筑垃圾再生后形成的。这是因为建筑垃圾的组成成分复杂，也为了提高其利用度，需要对建筑垃圾再生，再生后的建筑垃圾由于粒径影响，其密度等受到影响，因此进一步对再生的建筑垃圾进行级配，得到级配建筑垃圾再生料。
29.本实施例中，水泥稳定建筑垃圾再生料是级配的建筑垃圾再生料与水泥混合而成的层状结构，路床是在直接在再生后的建筑垃圾中掺加1.5％(质量比)水泥即可满足要求；而作为底基层2和基层3的用料，是在配建筑垃圾再生料中掺加水泥，从而满足施工要求。
30.本实施例中，建筑垃圾再生料包括砖瓦骨料、砂浆以及混凝土块，而建筑垃圾再生材料中砖瓦类材料所占比例，都会对再生集料的堆积密度有较大影响，从而影响建筑垃圾再生料的压碎值，对路面的强度产生影响。因此本实施例对不同质量分数的建筑垃圾再生
料的压碎值进行靠察，结果如表1所示。压碎值的测定采用现有测量方法。
31.表1不同质量分数的建筑垃圾再生料的压碎值
32.砖瓦类(％)砂浆类(％)混凝土类(％)压碎值(％)509524.71009027.32008027.230205035.740303044.550302044.860301045.970201045.18020047.49010047.11000046.2
33.从表1可知，建筑垃圾再生材料的压碎值随着再生材料中混凝土块含量的增加而减小，当砖瓦类的含量大于30％时，建筑垃圾再生材料的压碎值减小的速率迅速增大，按照《公路路面基层施工技术规范》对水泥稳定土中的碎石或者砾石的压碎值要求：高速公路或者一级公路的压碎值不大于30％，因此建筑垃圾再生材料中砖瓦类的含量在20％以下。
34.进一步的，根据建筑垃圾再生材料的筛分结果、水泥稳定碎石混合料中集料的组成以及《公路沥青路面施工技术规范》规范中对集料的规格要求，对建筑垃圾再生材料的颗粒组成提出的技术要求，参见表2。
35.表2建筑垃圾再生材料的颗粒组成
[0036][0037]
根据上述要求，得到的建筑垃圾再生料的堆积密度不小于1100kg/m3，符合公路施工技术要求规定的值，此时，建筑垃圾再生料的孔隙率减小，道路层与层之间堆积时密实，不容易发生破损塌陷，稳定性好，强度高，且保证面层的平滑性。
[0038]
实施例2
[0039]
与实施例1不同的是，本实施例中，底基层2和基层3中，水泥稳定建筑垃圾再生料水泥的加质量比均为4.0％。
[0040]
实施例3
[0041]
与实施例1不同的是，本实施例中，底基层2和基层3中，水泥稳定建筑垃圾再生料水泥的加质量比均为4.5％。
[0042]
实施例4
[0043]
与实施例1不同的是，本实施例中，底基层2和基层3中，水泥稳定建筑垃圾再生料水泥的加质量比均为5.0％。
[0044]
实施例5
[0045]
与实施例1不同的是，本实施例中，底基层2和基层3中，水泥稳定建筑垃圾再生料水泥的加质量比均为6.0％。
[0046]
在实施时，制作水泥稳定建筑垃圾再生料层时，按照实施例1～实施例5提供水泥掺加比例，将建筑垃圾再生料与水泥混合后，通过成型形成层状结构。
[0047]
由于成型方法有振动击实和重型击实，因此对两种方式均进行考察。
[0048]
实施时，按照实施例1～实施例5提供水泥掺加质量比，分别采用振动击实和重型击实方法得到试块，测定7天的无侧限抗压强度；结果参见表2和表3。
[0049]
表2不同水泥用量的抗压强度(振动击实)
[0050][0051]
表3不同水泥用量的抗压强度(重型击实)
[0052][0053]
从表2和表3可以看出，当成型方式不同时，随着水泥剂量的增加，抗压强度和劈裂强度的变化均是升高，且水泥的剂量为6％时，振动击实方法成型的试件其抗压强度可达9.2mpa，而重型击实成型的试件其抗压强度也可达6.2mpa，均能满足jtg-t-f20-2015-公路路面基层施工技术细则中所规定的高速公路强度要求。
[0054]
上述实施例中，给出了基层3和面层4厚度最优值，基层3的厚度最大不超过38cm，面层4的厚度最大不超过20cm。
[0055]
综上所述，本实施例中，对建筑垃圾填料进行再生、级配处理，得到建筑垃圾再生料，利用级配的建筑垃圾再生料与水泥混合压实形成基层和底基层；再生后的建筑垃圾与
水泥浑混合作为路基的路床，再生后的建筑垃圾作为路基的路堤，形成的路面结构符合高速公路的强度要求，耐久性好，性能稳定，提高建筑垃圾的利用率，实现废弃资源再利用，变废为宝，具有很好的市场价值。